光动力血液净化法对血液系统肿瘤的杀伤效应及免疫机制的研究

Photodynamic therapy is a new effective method for tumor treatment,which has been used widly in varied tumor treatment and study such as tumor in skin and cavity.However,we almost cann't find PDT in the area of hematological malignancy as the limitation of laser penetration depth and illumination range.To aim directly at hematological malignancy,we suggest a new therapy named photodynamic blood purification method(PBPM),which simulate the idea of hemodialysis, replace dialysis semi-permeable membrane with the laser irradiation chamber to study its injurious and immune effect on leukemia,the representative of hematological malignancy. The killing effection and dose-effect relationship of photodynoc therapy on leukemia cell lines are observed by testing the survival rate of cells in vitro; The animal model of Brown Norway rat acute myelocytic leukemia(BNML) is used as experimental subjects. The therapeutic effects of PBMP on the several stages of leukemia pathogenesis curse are measured,while the relative cytokine expression and the cellular immunity changes are also detected to analysis the antitumor immunological effect. Increasing the tumor immunogenicity is the basic of PDT to induce the anti-tumor immunological effect.So we observed the change of heat shock protein and survivin expression to approach the mechanism.We wish PBPM could develop as a new PDT method for the study of hematological malignancy.

光动力疗法（PDT）是一种新的有效的肿瘤治疗方法,在体表肿瘤和腔道肿瘤等方面被广泛研究和应用。但由于PDT的基本元素激光穿透深度及照射范围的限制，该项技术在血液系统肿瘤领域几乎未涉足。本项目针对血液系统肿瘤病变细胞遍及循环系统的特点，提出光动力血液净化法(PDBP)这一新的治疗手段，通过类似血液透析的改良光动力疗法，以白血病为代表研究它对血液系统肿瘤的杀伤作用及免疫效应机制。项目通过细胞实验获得PDT对白血病细胞的杀伤效果和量效关系；建立大鼠急性粒白血病模型，通过血象分析、存活率等观察本项目提出PDBP对白血病病程各阶段的治疗效果，同时观察PDT后相关细胞因子的表达及细胞免疫的变化，以此分析PDT抗肿瘤免疫效应；PDT增加肿瘤免疫原性是诱导抗肿瘤免疫的基础，观察PDT后热休克蛋白和survivin的表达水平的变化，初步揭示其机制。本项目希望能为PDT在血液系统肿瘤的研究提供方法和基础。

背景：光动力疗法（PDT）是一种新的有效的肿瘤治疗方法,在体表肿瘤和腔道肿瘤等方面被广泛研究和应用。但由于PDT 的基本元素激光穿透深度及照射范围的限制，该项技术在血液系统肿瘤领域几乎未涉足。目的：本项目针对血液系统肿瘤病变细胞遍及循环系统的特点，提出循环光动力 (sPDT)这一新的治疗手段，通过建立体外循环进行光动力治疗的方法，以白血病为目的适应症进行疗效和机制的研究。主要内容：本研究建立了大鼠急性粒细胞白血病模型，通过GFP基因转染的方法定量研究白血病发生发展的不同阶段sPDT疗法的安全性和有效性，并通过ELISA方法研究多种免疫相关的细胞因子在sPDT治疗前后的变化。同时以白血病细胞为模型通过Western blot和real-time PCR等方法研究sPDT灭活肿瘤细胞的时间轴的分子凋亡机制。主要结果： sPDT延长中早期白血病大鼠寿命2天，晚期大鼠约6天。骨髓中白血病细胞比例从61.6%下降到56.5%。晚期sPDT处理后血清中IL-1β,IL-10,TNF-α和IFN-γ表达水平明显下降。机制研究发现2-24h是sPDT杀伤白血病细胞的凋亡窗，凋亡期与PDT剂量相关，小剂量时凋亡发生时间短，而大剂量时则可持续至PDT后6到12h.PCR ARRAY检查发现PDT后6h有15个凋亡相关基因表达水平变化超过2倍，其中TNF和FASLG分别达到3.47和4.42倍。PDT作用后活化的caspases蛋白表达明显上调，caspase-7,9和PARP峰值出现在PDT后4-6h，caspase-3则延迟到6-12h。这些结果表明sPDT可能是一种有效的治疗白血病的方法，凋亡在其治疗过程中具有重要作用。科学意义：sPDT的安全性、有效性以及分子机制的系统研究，为其可能的临床应用提供了丰富详实的基础研究资料，并为本方法的其他适应症的研究提供了参考依据。